JP3970655B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蒸発燃料を吸気系にパージするパージ系にリークがあるかどうかを判定する内燃機関において、該リーク判定中における空燃比を適正化する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の内燃機関には、燃料タンクから燃料噴射弁を介して燃料が供給される。一方、燃料タンク内で発生した蒸発燃料はキャニスタに吸着され、該キャニスタに吸着された蒸発燃料の一部は、パージ通路を介して内燃機関の吸気系にパージされる。パージ通路にはパージ制御弁が設けられている。運転状態に従って該パージ制御弁の開度を調節することにより、内燃機関に流入する蒸発燃料の量が制御される。
【0003】
一般に、内燃機関においては空燃比のフィードバック制御が行われる。この空燃比フィードバック制御では、空燃比が目標空燃比になるよう燃料噴射量が算出され、該算出された燃料噴射量に従って燃料噴射弁が制御される。このような空燃比フィードバック制御において、蒸発燃料が内燃機関の吸気系にパージされると、空燃比に変動が生じる。そのため、内燃機関に供給される燃料に寄与する蒸発燃料量を燃料噴射量から減量するように、燃料噴射量を補正する技術が提案されている。
【0004】
特開平7−217477号公報には、燃料噴射量に対する補正量を調整する方法が記載されている。燃料カット等によってパージ処理が停止している状況から、燃料の供給およびパージ処理が再開された時、空燃比に変動が生じることがある。この変動は、蒸発燃料が実際の燃料噴射に寄与するまでの遅れや、燃料噴射量が大きな補正量で補正されること等に起因する。この空燃比の変動を回避するため、補正量を、パージ処理が開始されたときから徐々に増やすようにする。
【0005】
一方、燃料タンクから吸気系に至るパージ系の異常としてリーク(漏れ)を検出する技術が知られている。特開平9−291854号公報に記載されるリーク検出の方法では、パージ制御弁を開弁し、大気開放弁(ベントシャット弁)を閉弁することにより、パージ系を所定圧まで減圧する。パージ系を所定の負圧にした後、パージ制御弁を閉弁することにより、該パージ系を密閉状態にする。該パージ系を密閉状態にしてから所定期間の圧力変化に従って、該パージ系にリークがあるかどうかを判断する。
【0006】
このようなリーク判定においては、パージ系を速やかに負圧状態にするために、パージ制御弁は比較的大きい開度に強制的に設定される。したがって、吸気系にパージされる蒸発燃料の量は多くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
リーク判定を行うためにパージ制御弁を高開度としても、通常であれば、すぐに高開度相当の補正量が燃料噴射量から減量され、空燃比の変動を抑制することができる。しかしながら、上記の従来の方法のような補正量の漸増制御が実施されている間にリーク判定処理が開始されると、算出される補正量は徐々にしか増加しないにもかかわらず、実際には、パージ制御弁は強制的に比較的大きい開度で開弁され、多量の蒸発燃料がパージされるという状況を引き起こす。燃料噴射弁を介して供給される燃料噴射量は、算出された補正量に適合するよう算出されるので、結果として空燃比はリッチ化し、排ガス特性および運転性が損なわれるおそれがある。
【0008】
したがって、パージ系のリーク判定が実施されているとき、パージされる蒸発燃料の量に応じて燃料噴射量を適切に補正し、空燃比の変動を回避する装置および方法が必要とされている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の一つの側面によると、燃料タンク内に発生した蒸発燃料をパージ制御弁を介して吸気系にパージするパージ系を有する内燃機関の制御装置が提供される。該制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関に供給すべき要求燃料量を算出する燃料量算出手段(図2の供給燃料算出部90および式(1))と、パージ系によって吸気系にパージされた蒸発燃料分を表すパージ補正量を算出し、燃料量算出手段によって算出された前記要求燃料量に対して、該蒸発燃料分を減量するようにパージ補正量を用いて補正するパージ補正手段(図2のパージ補正係数算出部89、式(2)および(13))とを備える。さらに、該制御装置は、パージの開始時には、前記パージ補正量を所定の初期値から漸増するようにして設定する漸増手段(図2のパージ補正係数算出部89および式(14))と、パージ制御弁を開いてパージ系を負圧にした場合の圧力変化に基づいて該パージ系の異常の有無を判定する異常判定が実施されているかどうかを判断する判断手段(図2のリーク判定部80)と、該判断手段によって異常判定が実施されていると判断されたならば、前記漸増手段の実施を禁止する禁止手段(図2のパージ補正係数算出部89および式(15))とを備える。
【0010】
この発明によると、パージ系の異常判定が実施されているときは、パージ補正量を徐々に増加する漸増制御を実施せず、蒸発燃料分相当のパージ補正量が要求燃料量から減量されるようにする。したがって、異常判定を実施することによって多量の蒸発燃料がパージされた場合でも、該蒸発燃料分に応じた量の燃料が燃料噴射弁から噴射されるので、異常判定中における空燃比が適正化され、排ガス特性および運転性の劣化を回避することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の実施形態に従う、内燃機関およびその制御装置の全体構成図である。
【0012】
電子制御ユニット(以下、「ECU」)という)5は、内燃機関(以下、「エンジン」と呼ぶ)1の各部の制御を行うための演算を実行するCPU41、エンジン各部の制御を行うためのプログラムおよび各種のデータを格納する読み取り専用メモリ(ROM)42、CPU41による演算の作業領域を提供し、エンジン各部から送られてくるデータおよびエンジン各部に送り出す制御信号を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)43、エンジン各部から送られてくるデータを受け入れる入力回路44、エンジン各部に制御信号を送る出力回路45を備えている。
【0013】
図1では、プログラムは、モジュール1、モジュール2、モジュール3等で示されており、この発明に従う、内燃機関に供給される燃料の量を制御するためのプログラムは、これらのモジュールのうちの1つまたは複数に含まれている。また、演算に用いる各種のデータはテーブル1、テーブル2等の形でROM42に格納されている。ROM42は、EEPROMのような書き換え可能なROMであってもよく、この場合、ある運転サイクルにおいてECU5が演算した結果をROMに格納しておき、次の運転サイクルで利用することができる。
【0014】
エンジン1は、例えば4気筒を備えるエンジンであり、吸気管2が連結されている。吸気管2の上流側にはスロットル弁3が配されており、スロットル弁3に連結されたスロットル弁開度センサ(θTH)4は、スロットル弁3の開度に応じた電気信号を出力してECU5に供給する。
【0015】
燃料噴射弁6は、吸気管2の途中であって、エンジン1とスロットル弁3の間に各気筒毎に設けられ、ECU5からの制御信号によって開弁時間が制御される。燃料供給管7は、燃料噴射弁6および燃料タンク9を接続し、その途中に設けられた燃料ポンプ8が燃料を燃料タンクから燃料噴射弁6に供給する。図示しないレギュレータが、ポンプ8と燃料噴射弁6の間に設けられ、吸気管2から取り込まれる空気の圧力と、燃料供給管7を介して供給される燃料の圧力との間の差圧を一定にするよう動作して、燃料の圧力が高すぎるときは図示しないリターン管を通して余分な燃料を燃料タンク9に戻す。こうして、スロットル弁3を介して取り込まれた空気は、吸気管2を通り、燃料噴射弁6から噴射される燃料と混合してエンジン1のシリンダ(図示せず)に供給される。
【0016】
吸気管圧力(PBA)センサ13および吸気温(TA)センサ14は、吸気管2のスロットル弁3の下流側に装着されており、それぞれ吸気管圧力PBAおよび吸気温TAを検出して電気信号に変換し、それをECU5に送る。エンジン水温(TW)センサ15は、エンジン1のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁(図示せず)に取り付けられ、エンジン冷却水の温度TWを検出し、これをECU5に送る。
【0017】
気筒判別(CYL)センサ34は、エンジン1のカム軸またはクランク軸(共に図示せず)周辺に取り付けられ、特定の気筒が所定のクランク角度位置に達したときに気筒判別信号CYLを出力し、それをECU5に送る。同様に、TDCセンサ36が、カム軸またはクランク軸周辺に取り付けられ、ピストンのTDC位置に関連した所定のクランク角度位置でTDC信号を出力する。さらに、クランク角(CRK)センサ38が取り付けられ、TDC信号パルスの周期よりも短いクランク角度(たとえば、30度)の周期で、CRK信号パルスを出力する。CRK信号パルスはECU5によってカウントされ、これによりエンジン回転数NEが検出される。
【0018】
エンジン1は排気管12を持ち、排気管12の途中に設けられた排気ガス浄化装置である三元触媒33を介して排気する。排気管12の途中に装着されたLAFセンサ32は広域空燃比センサであり、リーンからリッチにわたる範囲において排気ガス中の酸素濃度すなわち実空燃比を検出し、それをECU5に送る。
【0019】
エンジン1の燃焼室(図示せず)には点火プラグ58が配置され、点火プラグ58は、点火コイルおよびイグナイタ50を介してECU5に電気的に接続される。また、エンジン1のシリンダヘッド(図示せず)にはノックセンサ52が配置され、エンジン1の振動に応じて信号を出力し、それをECU5に送る。
【0020】
車両の速度を検出する車速(VPS)センサ17がECU5に接続され、検出した車速信号をECU5に送る。さらに、バッテリ電圧(VB)センサ18および大気圧(PA)センサ19がECU5に接続されており、それぞれ、バッテリ電圧および大気圧を検出し、それをECU5に送る。
【0021】
各種センサからの入力信号は入力回路44に渡される。入力回路44は、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。CPU41は、変換されたデジタル信号を処理し、ROM42に格納されているプログラムに従って演算を実行し、車の各部のアクチュエータに送る制御信号を作り出す。この制御信号は出力回路45に送られ、出力回路45は、燃料噴射弁6、イグナイタ50およびその他のアクチュエータに制御信号を送る。
【0022】
次に、蒸発燃料排出抑止系(以下、単にパージ系と呼ぶ)31について説明する。パージ系31は、燃料タンク9、チャージ通路20、キャニスタ25、パージ通路27およびいくつかの制御弁を備え、燃料タンク9からの蒸発燃料の排出を制御する。
【0023】
燃料タンク9は、チャージ通路20を介してキャニスタ25に接続され、燃料タンク9からの蒸発燃料が、キャニスタ25に移動できるようになっている。チャージ通路20は、第1の分岐20aおよび第2の分岐20bを持ち、これらはエンジンルーム内に設けられている。内圧センサ11は、チャージ通路20の燃料タンク側に取り付けられており、チャージ通路20内の内圧と大気圧との差圧を検出する。
【0024】
第1の分岐20aには二方向弁23が設けられ、二方向弁23は2つの機械式の弁23aおよび23bを備える。弁23aは、タンク内圧が大気圧より所定量高くなったときに開く正圧弁であり、これが開弁状態にあると、蒸発燃料がキャニスタ25に流れ、そこで吸着される。弁23bは、タンク内圧がキャニスタ25側の圧力より所定量低くなったとき開く負圧弁であり、これが開弁状態にあると、キャニスタ25に吸着された蒸発燃料が燃料タンク9に戻る。第2の分岐20bには電磁弁であるバイパス弁24が設けられる。バイパス弁24は、通常は閉弁状態にあり、ECU5からの制御信号に従って開弁する。
【0025】
キャニスタ25は、燃料蒸気を吸着する活性炭を内蔵し、通路26aを介して大気に連通する吸気口(図示せず)を持つ。通路26aの途中に、電磁弁であるベントシャット弁26が設けられる。ベントシャット弁26は、通常は開弁状態にあり、ECU5からの制御信号に従って開弁する。
【0026】
キャニスタ25は、パージ通路27を介して吸気管2のスロットル弁3の下流側に接続される。パージ通路27の途中には電磁弁であるパージ制御弁30が設けられ、キャニスタ25に吸着された燃料が、パージ制御弁30を介してエンジンの吸気系に適宜パージされる。パージ制御弁30は、ECU5からの制御信号に基づいて、オン−オフデューティ比を変更することにより、パージ流量を連続的に制御する。
【0027】
以下、バイパス弁24より燃料タンク側の部分をタンク系と呼び、バイパス弁24よりキャニスタ側の部分をキャニスタ系と呼ぶ。
【0028】
発明の理解を助けるため、最初に、要求燃料およびパージ補正量について概略を説明する。要求燃料は、エンジンの各気筒に供給すべき燃料である。要求燃料は、式(1)に示されるように、基本燃料量TIMに、燃料噴射係数(KTOTAL×KCMD×KAF)を乗算することにより算出される。
【0029】
【数1】
要求燃料=TIM×(KTOTAL×KCMD×KAF) (1)
【0030】
ここで、基本燃料量TIMは、具体的には、エンジン回転数NEおよび吸気管圧力PBAに従って決定される基本燃料噴射時間で表される。KTOTALは、各種センサからの検出信号に基づいて算出される補正係数であり、運転状態に応じてエンジンの燃費特性および加速特性等が最適化されるように設定される。KCMDは目標空燃比係数と呼ばれ、目標空燃比を当量比で表したものである。目標空燃比係数KCMDは、空燃比A/Fの逆数、すなわち燃空比F/Aに比例し、理論空燃比のとき値1.0をとる。KAFは空燃比補正係数を示す。空燃比補正係数KAFは、エンジンに供給される混合気の空燃比が目標空燃比に一致するように空燃比をフィードバック制御するのに使用される係数である。空燃比補正係数KAFは、LAFセンサ32によって検出される実空燃比に基づいて算出される。
【0031】
要求燃料に対してパージ流量QPGCが寄与する燃料量(以下、パージ補正量と呼ぶ)は、式(2)に示されるように、基本燃料量TIMにパージ補正係数KAFEVACTを乗算することにより算出される。ここで、パージ流量QPGCは、エンジンの吸気系にパージされる蒸発燃料の流量を示す。
【0032】
【数2】
パージ補正量=TIM×KAFEVACT (2)
【0033】
パージ補正係数KAFEVACTは、燃料噴射係数に対する割合で表される。パージ補正係数KAFEVACTは、パージ流量QPGCおよび蒸発燃料の濃度(以下、ベーパ濃度と呼ぶ)KAFEVに基づいて算出される。パージ補正係数KAFEVACTの詳細な算出方法は、後述される。
【0034】
式(1)および(2)から、燃料噴射弁を介して実際に噴射される燃料噴射量TCYLが、以下の式(3)のように導かれる。こうして、パージ補正係数KAFEVACTに基づくパージ補正量だけ要求燃料量から減らされた量の燃料が、燃料噴射弁から供給される。
【0035】
【数3】
【0036】
図2は、この発明に従う制御装置の機能ブロック図である。各機能ブロックで表される機能は、典型的にはコンピュータプログラムによって実行される。代替的には、各機能ブロックで表される機能を実行するよう構成された任意のハードウェアによって、各機能ブロックを実現してもよい。
【0037】
リーク判定部80は、所定の条件が満たされたとき、パージ系31にリークがあるかどうかを判定する。所定の条件には、1)パージ処理が実行中である、2)エンジンの運転状態が所定の定常状態にある、3)車速の変化が小さい、4)空燃比補正係数が所定値範囲にある、等を含めることができる。代替的に、他の条件を用いてもよいし、異なる条件を追加してもよい。リーク判定部80は、所定の条件が満たされたとき、リーク判定の実行を許可するために、フラグF_EVPLKMに1をセットする。
【0038】
リーク判定部80は、フラグF_EVPLKMに1がセットされたならば、以下の手順に従い、パージ系31のタンク系およびキャニスタ系のリーク判定を実行する。
【0039】
[タンク系のリーク判定]
1)バイパス弁24およびベントシャット弁26を開き、パージ制御弁30を閉じて、燃料タンク9を大気に開放する。
【0040】
2)バイパス弁24およびパージ制御弁30を閉じて、大気圧から正圧に上昇する単位時間あたりの圧力変動量を補正値として測定する補正チェックモードを実施する。
【0041】
3)バイパス弁24を開き、ベントシャット弁26を閉じ、パージ制御弁30を制御しながら、タンク系を所定の圧力にまで安定的に減圧する減圧モードを実施する。
【0042】
4)タンク系が所定の負圧状態になった後、すべての弁24、26および30を閉じ、復帰する単位時間当たりの圧力変動量を測定するリークチェックモードを実施する。
【0043】
5)リークチェックモード中の単位時間あたりの圧力変動量から、補正チェックモード中の単位時間あたりの圧力変動量に所定の係数を掛けた値を減算する。その結果算出された値に基づいて、タンク系のリークを判定する。該算出された値が小さければ、タンク系の負圧状態がほぼ保持されており、タンク系にはリークが無いと判定される。該算出された値が大きければ、タンク系にリークがあると判定される。
【0044】
[キャニスタ系]
1)バイパス弁24およびベントシャット弁26を開き、パージ制御弁30を閉じて、キャニスタ系を大気に開放する。
【0045】
2)ベントシャット弁26を閉じ、パージ制御弁30を開いて、キャニスタ系を所定の圧力にまで安定的に減圧する。
【0046】
3)キャニスタ系が所定の負圧状態になった後、すべての弁24、26および30を閉じ、復帰する圧力変動量を測定する。変動量が小さければ、キャニスタ系の負圧状態がほぼ保持されており、リークが無いと判定される。変動量が大きければ、キャニスタ系にリークがあると判定される。
【0047】
タンク系およびキャニスタ系のいずれか一方のリーク判定が実施される場合にも、当然ながら本発明を適用することができる。また、対象となる系を負圧にしてリーク判定を実施する手法として、上記以外の他の手法を用いてもよい。
【0048】
機能ブロック81〜89に示される機能は、パージされる蒸発燃料の量に応じて燃料噴射量を補正する技術を実現する。
【0049】
吸入空気量算出部81は、式(4)に従い、吸入空気量QAIRを算出する。
【0050】
【数4】
QAIR=TIM×NE×2×KQAIR×KPA (4)
【0051】
ここで、TIMは、前述した基本燃料噴射量を示す。KQAIRは、燃料噴射量を空気の流量に換算するための係数であり、固定値(たとえば、0.45L/ms)を持つ。KPAは、吸気管圧力PBAに応じた流量の変動を補正するための係数である。
【0052】
吸入空気量算出部81は、さらに、吸入空気量QAIRに対する蒸発燃料の割合、すなわち基本パージ量QPGCBASEを、式(5)に従って算出する。
【0053】
【数5】
QPGCBASE=QAIR×KQPGB (5)
【0054】
ここで、KQPGBは目標パージ率を示しており、たとえば0.04である。この場合、吸入空気量QAIRの4%に蒸発燃料を含めることになる。
【0055】
パージ流量算出部82は、基本パージ量QPGCBASEに基づいて、目標パージ流量QPGCMDを式(6)に従って算出する。目標パージ流量QPGCMDは、今回のサイクルにおいてエンジンの吸気系にパージするパージ流量の目標値を表す。
【0056】
【数6】
QPGCMD=QPGCBASE×KPGT (6)
【0057】
ここで、KPGTはパージ流量係数であり、1以下の値を持つ。係数KPGTを用いて、目標パージ流量QPGCMDの量を制御することができる。係数KPGTは、運転状態に応じて算出される。
【0058】
さらに、パージ流量算出部82は、吸入空気量QAIRに基づいて、今回のサイクルでパージするパージ流量QPGCを式(7)に従って算出する。
【0059】
【数7】
QPGC(k)=QPGC(k−1)+(QAIR×KDQPGC) (7)
【0060】
ここで、kはサイクルを識別する数字であり、(k)は今回のサイクルを示し、(k−1)は前回のサイクルを示す。KDQPGCは予め決められた固定値(たとえば、0.003)である。式(7)から明らかなように、パージ流量QPGCは、徐々に目標パージ流量QPGCMDに達するように制御される。
【0061】
デューティ算出部83は、パージ流量算出部82から受け取ったパージ流量QPGCがパージされるように、パージ制御弁を駆動するデューティ比PGCMDを、式(8)に従って算出する。デューティ比は、パージ制御弁が開弁する比率を表す。
【0062】
【数8】
【0063】
KDUTYは、パージ流量をデューティ比に換算するための係数であり、固定値(たとえば、3.8%・min/L)を持つ。差圧に応じてパージ制御弁の開度が変化するので、KDPBGは、それを補正するための係数である。PGCMD0は、パージ流量QPGCに対応するデューティ比を表しており、以下目標デューティ比と呼ぶ。バッテリ電圧VBおよび吸気管圧力PBAに依存してパージ制御弁が開き始めるまでに何らかの遅れが生ずるので、DPGCVBXおよびDPGC0は、それぞれ、この遅れ(以下、無効時間と呼ぶ)を補正する係数である。
【0064】
デューティ算出部83は、デューティ比PGCMDに対して、所定の上限値および下限値でリミット処理を行い、最終デューティ比DOUTPGCを出力する。こうして、パージ制御弁の開度は、最終デューティ比DOUTPGCに従って制御される。
【0065】
輸送遅れ算出部84は、エンジン回転数NEに基づいて、パージ輸送遅れCPGDLYRXを算出する。パージ輸送遅れCPGDLYRXは、蒸発燃料がパージ通路にパージされてからエンジンの吸気系に送られるまでの時間的な遅れを示す。パージ輸送遅れCPGDLYRXは整数nで表され、nが大きくなるにつれ輸送遅れが大きいことを示す。代替的に、パージ輸送遅れを、エンジン回転数NEの代わりに吸入空気量QAIRに基づいて算出するようにしてもよい。
【0066】
空燃比制御部85は、LAFセンサ32からの出力に基づいて、内燃機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御によって目標空燃比に収束させるための空燃比係数KAFを算出する。
【0067】
空燃比学習値算出部86は、空燃比制御部85によって算出された空燃比係数KAFに基づいて、パージ有り学習値KREFと、パージ無し学習値KREFXとを、以下の式(9)に基づいて算出する。前述したように、(k)は今回のサイクルを示し、(k−1)は前回のサイクルを示す。
【0068】
【数9】
【0069】
ここで、#CREFおよび#CREFXは、それぞれ、重み付け係数を表す所定値である。この値で、前回のサイクルで算出されたKREF(k-1)およびKREFX(k-1)に対し、どれだけ空燃比補正係数KAFを反映させるかを決定する。
【0070】
ベーパ濃度係数算出部87は、空燃比制御部85によって算出された空燃比補正係数KAF、空燃比学習値算出部86によって算出された学習値KREFXおよびKREFに基づいて、ベーパ濃度係数KAFEVを算出する。
【0071】
目標パージ補正係数算出部88は、以下の式(10)に従って、目標パージ補正係数KAFEVACZを算出する。
【0072】
【数10】
【0073】
PGRATEおよびQRATEは、式(11)および(12)で表される。
【0074】
【数11】
【数12】
QRATE=QPGC/QPGCBASE (12)
【0075】
「PGRATE×QRATE」は、今回のサイクルにおいてエンジンの吸気系にパージされるパージ流量の割合を示す。具体的に説明すると、前述したようにDOUTPGCは最終デューティ比を表しているので、式(11)に示されるデューティレートPGRATEは、パージ流量QPGCの目標デューティ比PGCMD0に対する、実際のデューティ比(無効時間を差し引いたもの)の割合を示す。したがって、「PGRATE×QPGC」は、今回のサイクルにおいてパージ制御弁によってパージされる実際のパージ流量を示す。
【0076】
一方、基本パージ流量QPGCBASEは、式(5)を参照して前述したように、今回のサイクルにおける吸入空気量QAIRに含めることのできる蒸発燃料の流量を示す。燃料はベーパ濃度係数KAFEVに依存して表されるので、式(10)に示されるように、「PGRATE×QRATE」にベーパ濃度係数KAFEVを乗算することにより、目標パージ補正係数KAFEVACZを求めることができる。
【0077】
目標パージ補正係数算出部88は、0〜(n−1)の番号がそれぞれ付与された複数のバッファを有しており、今回のサイクルで算出された目標パージ補正係数をゼロ番目のバッファに格納し、前回のサイクルで算出された目標パージ補正係数を1番目のバッファに格納し、...というように、目標パージ補正係数を時系列に格納する。目標パージ補正係数算出部88は、輸送遅れ算出部84から蒸発燃料の輸送遅れCPGDLYRXの値nを受け取り、該nに対応する番号のバッファから、目標パージ補正係数KAFEVACZを抽出する。たとえば、受け取ったCPGDLYRXの値nが3ならば、3番目のバッファから目標パージ補正係数KAFEVACZを抽出する。
【0078】
パージ補正係数算出部89は、算出された目標パージ補正係数KAFEVACZに基づいて、要求燃料に対してパージ流量QPGCが寄与する燃料量の割合を示すパージ補正係数KAFEVACT(式(2)を参照して前述した)を算出する。
【0079】
パージ補正係数算出部89は、リーク判定部80によってリーク判定が実施されていないとき(すなわち、フラグF_EVPLKMがゼロのとき)、式(13)および(14)に従って、パージ補正係数KAFEVACTを算出する。
【0080】
【数13】
【数14】
【0081】
ここで、KKEVGは高濃度補正係数を示しており、蒸発燃料の濃度が非常に高いと空燃比への影響が大きいので、これを補正するための係数である。高濃度補正係数KKEVGは、蒸発燃料の濃度が非常に高いときに、それに応じて1より大きい値が設定される。
【0082】
漸増係数KEVACTは、所定の初期値(たとえば、ゼロ)から1.0まで徐々に増やされる係数である。漸増係数KEVACTは、パージが開始された時は初期値に設定され、その後、それぞれのサイクルで所定値だけ増やされていく。こうして、要求燃料量に寄与するパージ補正量を徐々に増やすことで、パージ処理を開始した時の空燃比の変動を防ぐ。パージカット中は、漸増係数KEVACTはゼロに設定される。
【0083】
#CKAFEVACは、重み付け係数を表す所定値である。この値で、前回のサイクルで算出されたパージ補正係数KAFEVACT(k-1)に対し、どれだけ暫定パージ補正係数KAFEVACを反映させるかを決定する。
【0084】
パージ補正係数算出部89は、リーク判定部80によってリーク判定が実施されているとき(すなわち、フラグF_EVPLKMが1のとき)、式(15)に従って、パージ補正係数KAFEVACTを算出する。
【0085】
【数15】
KAFEVACT=KAFEVACZ×KKEVG 式(15)
【0086】
式(14)と比較して明らかなように、リーク判定が実施されているときは、パージ補正係数KAFEVACTの算出に漸増係数KEVACTを使用しない。
【0087】
パージ開始時には、漸増係数KEVACTで、要求燃料に対するパージ補正量の割合を絞ることにより、空燃比の変動を抑制することができる。しかしながら、前述したように、リーク判定中はパージ系を速やかに負圧にするため、パージ制御弁は強制的に所定の開度に開かれる。その結果、算出されたパージ補正量より多くの蒸発燃料がパージされ、空燃比がリッチ化し、運転状態を悪化させるおそれがある。これを回避するため、リーク判定中は、漸増係数KEVACTによるパージ補正量の漸増制御を実施しないようにする。こうして、リーク判定中は、パージ補正量として、算出された蒸発燃料の量が最初から設定されるので、空燃比が適正に維持される。
【0088】
さらに、パージ補正係数算出部89は、オープンループ制御においては、上記の式(13)または(15)に基づいて算出された補正係数KAFEVACTを、以下の式(16)に従って補正する。
【0089】
【数16】
【0090】
ここで、パージ有り学習値KREFは、パージが実行されている間に空燃比補正係数KAFをなまし平均した値である。パージ無し学習値KREFXは、パージカットを実施している間の空燃比係数KAFをなまし平均した値である。式(16)で示されるように、補正係数KAFEVACTは、パージ有り学習値とパージ無し学習値の偏差(KREF−KREFX)で補正される。学習値KREFおよびKREFXは、直近に実行されたフィードバック制御時に算出されたものを用いる。
【0091】
ベーパ濃度係数KAFEVは推定により算出されるので、運転状態によっては誤差を含むことがある。その結果、パージ補正係数KAFEVACTに“ずれ”が生じる。空燃比フィードバック制御が実行されている間は、空燃比補正係数KAFにより空燃比が目標空燃比に達するよう制御されるので、該ずれは修正されることができる。
【0092】
しかしながら、オープンループ制御が実行されている間は、空燃比補正係数KAFが、たとえば値1.0に固定されるので、該ずれを空燃比補正係数KAFで修正することができない。したがって、オープンループ制御時は、フィードバック制御時に空燃比補正係数KAFによって修正されていたずれを求め、該ずれに応じた量で、パージ補正係数KAFEVACTを補正する。パージ有り学習値KREFとパージ無し学習値KREFXの差は、この“ずれ”を表している。こうして、フィードバック制御時に含まれていたパージ補正係数KAFEVACTのずれが解消され、オープンループ制御においても、要求燃料に適合した量の燃料が内燃機関に供給される。
【0093】
供給燃料算出部90は、パージ補正係数算出部89からパージ補正係数KAFEVACTを受け取り、上記の式(3)に従って燃料噴射量TCYLを算出する。算出された燃料噴射量TCYLは、燃料噴射弁を介してエンジンに供給される。こうして、パージ流量QPGCが寄与する蒸発燃料量(すなわち、パージ補正量)を差し引いた量の燃料が、燃料噴射弁を介してエンジンに供給される。
【0094】
図3は、吸入空気量QAIRおよび基本パージ流量QPGBASEを求めるフローチャートである。このフローは、たとえばTDCセンサからTDCパルス信号が出力されるたびに実行される。ステップS101において、前述した式(4)に従って吸入空気量QAIRを求める。ステップS102において、前述した式(5)に従って基本パージ流量QPGCBASEを求める。
【0095】
図4は、パージ制御弁を駆動する最終デューティ比DOUTPGCを求めるフローチャートである。このフローは、一定の時間間隔(たとえば80ミリ秒)で繰り返し実行される。
【0096】
ステップS111において、パージ流量QPGCを求めるルーチン(図5)を実行する。ステップS112において、ステップS111で算出されたパージ流量QPGCがゼロならば、蒸発燃料をパージしないことを示すので、デューティ比PGCMDにゼロを設定し(S113)、ステップS120に進む。ステップS112においてパージ流量QPGCがゼロでなければ、ステップS114に進み、パージ制御弁を駆動する周期(たとえば、80ミリ秒)を設定する。
【0097】
ステップS115〜S119は、前述した式(8)に従ってデューティ比PGCMDを求める処理である。ステップS115において、バッテリ電圧に応じたパージ制御弁の無効時間を補正するため、DPGCVBXテーブルをアクセスし、バッテリ電圧VBに基づいて無効時間DPGCVBXを求める。DPGCVBXテーブルは、バッテリ電圧が大きくなるほど、無効時間DPGCVBXが小さくなるよう設定されている。
【0098】
ステップS116に進み、差圧に起因するパージ制御弁のデューティの変動を補正するため、KDPBGテーブルをアクセスし、吸気管圧力PBAに基づいて差圧補正値KDPBGを求める。KDPBGテーブルは、エンジン負荷が低くなるほど、差圧補正値KDPBGが大きくなるよう設定されている。ステップS117に進み、吸気管圧力PBAに応じたパージ制御弁の無効時間を補正するため、DPGC0テーブルをアクセスし、吸気管圧力PBAに基づいて無効時間DPGC0を求める。DPGC0テーブルは、負荷が大きくなるほど、無効時間DPGC0が大きくなるよう設定されている。ステップS118およびステップS119で、前述の式(8)に従い、デューティ比PGCMDを求める。
【0099】
ステップS120〜S125は、デューティ比PGCMDに対するリミット処理を示す。ステップS120において、デューティ比PGCMDが予め決められた上限値DOUTPGH(たとえば、95%)以上ならば、最終デューティ比DOUTPGCに、該上限値DOUTPGHをセットする(S122)。ステップS120およびS121において、デューティ比PGCMDが、上限値DOUTPGHおよび予め決められた下限値DOUTPGL(たとえば、5%)の間の値を持つならば、最終デューティ比DOUTPGCに、デューティ比PGCMDをセットする(S123)。
【0100】
ステップS121において、デューティPGCMDが下限値DOUTPGL以下ならば、最終デューティ比DOUTPGCにゼロを設定する(S124)。この場合、最終デューティ比DOUTPGCがゼロなので、デューティレートPGRATEおよびパージ流量レートQRATEにゼロが設定され、高濃度補正係数KKEVGに値1がセットされ、漸増係数KEVACTがゼロにセットされる(S125)。ステップS126に進み、前述した式(11)に従ってデューティレートPGRATEを求める。
【0101】
図5は、図4のステップS111で実行される、パージ量QPGCを求めるフローチャートである。ステップS151において、パージ流量係数KPGTを求める。パージ流量係数KPGTは、運転状態に応じて算出される。
【0102】
ステップS152〜S157は、目標パージ流量QPGCMDを求める処理である。ステップS152において、前述した式(6)に従い、基本パージ流量QPGCBASEに係数KPGTを乗算した値を、一時変数qpgcmdにセットする。一次変数qpgcmdが、予め設定された上限値QPGMAX(たとえば、30L/min)より大きければ、該上限値がパージ流量QPGCMDに設定される(S153およびS157)。一次変数qpgcmdが、予め設定された下限値(たとえば1L/min)より小さければ、該下限値が目標パージ流量QPGCDMDにセットされる(S154およびS155)。一次変数qpgcmdが上限値および下限値の間にあるならば、該一時変数qpgcmdにセットされた値が目標パージ流量QPGCMDに設定される(S156)。
【0103】
ステップS158〜S167は、前述した式(7)に従ってパージ流量QPGCを求める処理である。前述したように、パージ流量QPGCは、段階的に目標パージ流量QPGCMDに達するように制御される。ステップS158において、パージカットフラグF_PGREQに1が設定されているかどうかを調べる。1が設定されていれば、パージカットが実行されていること(すなわち、パージされていない状態)を示すので、前回のサイクルで算出されたパージ流量QPGC(k−1)から所定値DQPGCOBD(たとえば、2L/min)だけ減らした値を、一時変数qpgcに代入する(S164)。
【0104】
パージカットフラグがゼロならば、一時変数dqpgcに、「吸入空気量QAIR×パージ加算係数KDQPGC」を代入する。パージ加算係数KDQPGCは、吸入空気量QAIRに対してどれくらいをパージ流量として加算するかを定める係数(たとえば、0.003)である。ステップS160おいて、一時変数dqpgcの値が、予め決められた上限値DQPGCMAX(たとえば、2L/min)以上ならば、該上限値をデルタパージ量DQPGCにセットし(162)、該上限値DQPGCMAXより小さければ、一時変数dqpgcの値をデルタパージ量DQPGCにセットする(S161)。ステップS163に進み、前回のサイクルで算出されたパージ流量QPGC(k−1)に、ステップS161またはS162で求めたデルタパージ量DQPGCを加算する。こうして、目標パージ流量QPGCMDに向けて、パージ流量が増やされる。
【0105】
ステップS165では、一時変数qpgcが目標パージ流量QPGCMDを超えたかどうか判断する。超えたならば、目標パージ流量QPGCMDの値をパージ流量QPGCにセットし(S166)、超えなければ、一時変数qpgcの値をパージ流量QPGCにセットする(S167)。こうして、今回のサイクルにおいてパージされるパージ流量QPGCが、目標パージ流量QPGCMDを超えないよう算出される。
【0106】
ステップS168において、漸増係数KEVACTを、所定値DKEVACTだけ増やす。ステップS169および170において、漸増係数KEVACTは、値1以下にリミット処理される。こうして、漸増係数KEVACTは、前述した図4のステップS121においてデューティ比PGCMDが下限値DOUTPGL以下であってパージカット状態であるときにはゼロに初期化され、PGCMD>DOUTPGLとなってパージが開始された時点より該ルーチンが実行されるたびに、値1に向けて徐々に増やされる。
【0107】
図6は、空燃比補正係数KAFを算出するフローチャートである。この実施例では、空燃比補正係数KAFはPID制御によって算出される。しかし、他の制御方法によって算出するようにしてもよい。このフローチャートは、たとえばTDCセンサからTDCパルス信号が出力されるたびに実行される。
【0108】
ステップS201において、現在空燃比フィードバック制御が行われているかどうかを判断する。現在空燃比フィードバック制御が行われていなければ、オープンループ制御であることを示す。この場合ステップS202に進み、空燃比補正係数KAFに値1.0をセットする。
【0109】
空燃比フィードバック制御が行われていれば、前回のサイクルにおいて空燃比フィードバック制御が行われていたかどうかを判断する(S203)。前回のサイクルでフィードバック制御が実行されていなかったならば、ステップS204およびS205でPID制御のための初期値をセットする。具体的には、今回のサイクルの積分項KIF(k)に、最新の空燃比係数KAFをセットし(S204)、変数DKCMDBに、目標空燃比係数KCMDに対する実空燃比係数KACTの偏差DKCMDをセットする(S205)。
【0110】
ステップS206で、PID制御の比例項KPFを算出する。比例項KPFは、実験的に決定される比例制御ゲイン#KPAFに、偏差DKCMDを乗算して算出される。ステップS207では、積分項KIFを算出する。積分項KIFは、実験的に決定される積分制御ゲイン#KIAFに偏差DKCMDを乗算したものを、前回のサイクルで算出された積分項KIF(k-1)に加算することにより算出される。ステップS208では、PID制御の微分項KDFを算出する。微分項KDFは、実験的に決定される微分制御ゲイン#KDAFに、今回のサイクルにおける偏差DKCMDと前回のサイクルにおける偏差DKCMDBとの差を乗算することにより、算出される。
【0111】
ステップS209に進み、比例項KPF、積分項KIF、および微分項KDFを加算し、空燃比補正係数KAFを算出する。ステップS210に進み、今回のサイクルにおける偏差DKCMDを変数DKCMDBにシフトする。
【0112】
ステップS211において、現在パージが実行されているかどうか判断する。パージが実行されていなければ、前述した式(9)に従い、パージ無し学習値KREFXを算出する(S212)。パージが実行されていれば、前述した式(9)に従い、パージ有り学習値KREFを算出する(S213)。
【0113】
図7は、パージ補正係数KAFEVACTを算出するフローチャートである。このフローチャートは、たとえばTDCセンサからTDCパルス信号が出力されるたびに実行される。
【0114】
ステップS301において、目標パージ補正係数KAFEVACZを求めるルーチン(図8)を実行する。目標パージ補正係数KAFEVACZは、前述したように、高濃度補正係数KKEVGで補正される前の、要求燃料に対する蒸発燃料の割合を示す係数である。
【0115】
ステップS302〜S304は、高濃度補正係数KKEVGを算出する処理を示す。ステップS302において、ベーパ濃度係数KAFEVと、ガード係数KEVACTGを比較する。ガード係数KEVACTGは、運転状態に応じて算出される係数である。ベーパ濃度係数KAFEVがガード係数KEVACTGより大きければ、蒸発燃料の濃度が非常に濃いことを示す。この場合、「KAFEV/KEVACTG」を計算し、高濃度係数KKEVGを求める(S303)。一方、ベーパ濃度係数KAFEVがガード係数KEVACTGより小さければ、蒸発燃料の濃度が補正するほど大きくないことを示す。この場合、高濃度補正係数KKEVGに1をセットする(S304)。
【0116】
ステップS305に進み、前述の式(14)に示されるように、目標パージ補正係数KAFEVACZに、ステップS303またはS304で求めた高濃度係数KKEVGと、ステップS168〜S170(図5)で求めた漸増係数KEVACTを乗算し、暫定パージ補正係数KAFEVACを求める。
【0117】
ステップS306において、リーク判定の実施についての許可フラグF_EVPLKMの値を調べる。フラグF_EVPLKMが、リーク判定が実施されていないことを示す値ゼロを持つならば、ステップS307に進み、前述の式(13)に従ってパージ補正係数KAFEVACTを求める。フラグF_EVPLKMが、リーク判定が実施されていることを示す値1を持つならば、ステップS308に進み、前述の式(15)に従ってパージ補正係数KAFEVACTを求める。こうして、リーク判定が実施されないときは、パージ補正量は、算出された蒸発燃料の量に向かって徐々に増えるよう制御され、リーク判定が実施されるときは、パージ補正量は、算出された蒸発燃料の量に最初から設定される。
【0118】
ステップS309に進み、フラグF_WOTの値を調べる。フラグF_WOTに値1がセットされていれば、空燃比をリッチ状態にする制御モード(リッチ制御モードと呼ぶ)にあることを示す。フラグF_WOTは、たとえばスロットルが全開であるとき、触媒が高温であるとき等に値1がセットされる。リッチ制御モードに入ると、オープンループ制御が実行される。
【0119】
フラグF_WOTが値1ならば、パージ無し学習値KREFXとパージ有り学習値KREFを比較する(S310)。前述したように、パージ無し学習値KREFXとパージ有り学習値KREFの偏差は、フィードバック制御時に空燃比補正係数KAFによって修正されていたパージ補正係数KAFEVACTの“ずれ”に相当する。
【0120】
ステップS310で、パージ有り学習値KREFがパージ無し学習値KREFXより大きければ、空燃比が目標空燃比に対してリーン状態にあることを示す。したがって、ステップS311において、ステップS307またはS308で求めたパージ補正係数KAFEVACTを、前述の式(16)に従って補正する。こうして、空燃比フィードバック制御時に生じていたパージ補正係数KAFEVACTのずれが解消され、パージ補正係数KAFEVACTは減る方向に修正される。
【0121】
ステップS310でパージ有り学習値KREFがパージ無し学習値KREFX以下ならば、空燃比が目標空燃比に対してリッチ状態にあることを示す。この実施例では、リッチ制御の場合、空燃比がさらにリッチの方向に向かうのは問題なしとして、パージ補正係数KAFEVACTを補正しない。
【0122】
代替的に、ステップS310でパージ有り学習値KREFがパージ無し学習値KREFX以下である場合に、内燃機関に供給される燃料量が要求燃料量に対して過剰とならないようパージ補正係数KAFEVACTを補正してもよい。この場合、「KAFEVACT←KAFEVACT+(KREFX−KREF)×PGRATE×QRATE」を実行する。こうすることにより、パージ補正係数KAFEVACTが増える方向に修正され、要求燃料に適合した量の燃料が内燃機関に供給される。
【0123】
図8は、図7のステップS301で実行される、目標パージ補正係数KAFEVACZを算出するフローチャートを示す。ステップS351において、パージ流量レートQRATEを求める。これは、前述した式(12)に従って算出される。
【0124】
ステップS352において、パージ輸送遅れテーブルCPGDLYRXをアクセスし、エンジン回転数NEに基づいてパージ輸送遅れCPGDLYRXを求める。前述したように、パージ輸送遅れCPGDLYRXは、蒸発燃料がパージ制御弁を介してパージ通路にパージされてから、エンジンの吸気系に到達するまでの時間的遅れを示す。この実施例では、パージ輸送遅れCPGDLYRXは整数nで表される。図10に、パージ輸送遅れテーブルCPGDLYRXテーブルの例を示す。該テーブルに示されるように、回転NEが大きくなるほど、パージ輸送遅れCPGDLYRXも大きくなる。これは、エンジン回転数NEが大きいほど、蒸発燃料がパージされてからエンジンの吸気系に到達するまでの間に実行される、内燃機関における吸入工程数が増加するからである。
【0125】
ステップS353において、リングバッファを1つだけシフトする。リングバッファは、たとえばKAFEVRT0〜KAFEVRTfの16個のバッファから構成される。リングバッファをシフトするということは、KAFEVRT0〜KAFEVRTeに格納されたデータを、KAFEVRT1〜KAFEVRTfにそれぞれシフトすることを示す。KAFEVRTfに格納されていたデータを廃棄される。こうして、KAFEVRT0を空にする。
【0126】
ステップS354において、パージ流量レートQRATEに、図4のステップS126で算出されたデューティレートPGRATEを乗算したものを、バッファKAFEVRT0に格納する。こうして、ゼロ番目のバッファには、今回のサイクルで算出された「PGRATE×QRATE」が格納される。1番目、2番目、...のバッファ(すなわち、KAFEVRT1、KAFEVRT2、、、)には、それぞれ、前回、前々回、...のサイクルで算出された「PGRATE×QRATE」が格納されている。
【0127】
ステップS355に進み、前述の式(10)に従い、目標パージ補正係数KAFEVACZを求める。具体的には、ベーパ濃度係数KAFEVに、ステップS352で求めたパージ輸送遅れの値nに対応するKAFEVRTnを乗算し、目標パージ補正係数KAFEVACZを算出する。たとえば、パージ輸送遅れCPGDLYRXが「4」ならば、バッファKAFEVRT4に格納されたKAFEVRTの値が使用される。
【0128】
図9は、ベーパ濃度係数KAFEVを求めるフローチャートである。このフローチャートは、一定の時間間隔(たとえば10ミリ秒)ごとに繰り返し実行される。
【0129】
ステップS401において、現在空燃比フィードバック制御が実行されているかどうか判断する。フィードバック制御中でなければこのルーチンを抜け、フィードバック制御中ならばステップS402に進む。ステップS402において、パージ流量QPGCがゼロならば、今回のサイクルでは蒸発燃料をパージしないことを示すので、このルーチンを抜ける。パージ流量QPGCがゼロでなければ、ステップS403に進む。
【0130】
ステップS403およびS404において、DKAFEVXHテーブルおよびDKAFEVXLテーブルをアクセスし、吸入空気量QAIRに基づいて高側判定値DKAFEVXHおよび低側判定値DKAFEVXLをそれぞれ求める。図11は、このテーブルの例を示す。高側および低側判定値DKAFEVXHおよびDKAFEVXLは、吸入空気量QAIRが大きくなるほど小さくなるよう設定される。
【0131】
ステップS405において、空燃比学習値KREFXと低側判定値DKAFEVXLの差が空燃比補正係数KAFより大きく、かつステップS406において、実空燃比係数KACTが目標空燃比係数KCMDより大きければ、パージによる影響で空燃比が目標空燃比に対してリッチ状態にあることを示す。したがって、ベーパ濃度係数KAFEVを、所定値DKEVAPOP(たとえば、0.05)だけ増やす(S407)。
【0132】
一方、空燃比学習値KREFXに高側判定値DKAFEVXHを足したものが、空燃比補正係数KAFより小さく(S408)、かつ実空燃比係数KACTが目標空燃比係数KCMDより小さければ(S409)、空燃比が目標空燃比に対してリーン状態にあることを示す。したがって、ベーパ濃度係数KAFEVを所定値DKEVAPOM(たとえば、0.08)だけ減らす(S410)。
【0133】
ステップS405およびS408の両方の判断ステップがNoであるとき、空燃比補正係数KAFが、高側判定値DKAFEVXHと低側判定値DKAFEVXLの間にあることを示す。この場合、ステップS411〜S414において、学習値KREFおよびKREFXの差に応じて、ベーパ濃度係数KAFEVを求める。学習値KREFが学習値KREFXより小さければステップS412に進み、学習値KREFが学習値KREFX以上ならばステップS414に進む。
【0134】
ステップS412において、空燃比補正係数KAFが学習値KREFXより小さければ、パージの影響で空燃比がリッチ側に傾いていることを示す。学習値KREFXからKREFを引いた値に所定値CAFEV(たとえば、0.02)を乗算した値を加算することにより、ベーパ濃度係数KAFEVを更新する。この場合、KREF<KREFXなので、ベーパ濃度係数KAFEVは大きくなる。
【0135】
一方、ステップS414において空燃比補正係数KAFが学習値KREFXより大きければ、空燃比がリーン側に傾いていることを示す。学習値KREFXからKREFを引いた値に所定値を乗算した値を加算することにより、ベーパ濃度係数KAFEVを更新する。この場合、KREF>KREFXなので、ベーパ濃度係数KAFEVは小さくなる。
【0136】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明してきた。本発明は、リーク判定を実施するためにパージ制御弁を開いて蒸発燃料排出抑止系を減圧する形態だけでなく、他の目的のために該系を減圧する他の形態にも適用されることができる。
【0137】
【発明の効果】
この発明によれば、蒸発燃料排出抑止系についてリーク判定を実施するためにパージ制御弁を大きく開弁して多量の蒸発燃料がパージされた場合でも、燃料噴射量に対する適切な補正を迅速に行うことができ、よって適切な空燃比を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に従う、内燃機関およびその制御装置を概略的に示す図。
【図2】この発明の一実施例に従う、内燃機関の制御装置の機能ブロック図。
【図3】この発明の一実施例に従う、吸入空気量QAIRを算出するフローチャート。
【図4】この発明の一実施例に従う、パージ制御弁を駆動するためのデューティPGCMDを算出するフローチャート。
【図5】この発明の一実施例に従う、パージ流量QPGCを算出するフローチャート。
【図6】この発明の一実施例に従う、空燃比補正係数KAFを算出するフローチャート。
【図7】この発明の一実施例に従う、パージ補正係数KAFEVACTを算出するフローチャート。
【図8】この発明の一実施例に従う、目標パージ補正係数KAFEVACZを算出するフローチャート。
【図9】この発明の一実施例に従う、ベーパ濃度係数KAFEVを算出するフローチャート。
【図10】この発明の一実施例に従う、エンジン回転数NEに基づくパージ輸送遅れを求めるためのCPGDLYRXテーブルの例を示す図。
【図11】この発明の一実施例に従う、吸入空気量QAIRに基づく、空燃比学習値の高側および低側判定値DKAFEVXHおよびDKAFEVXLを求めるためのテーブルの例を示す図。
【符号の説明】
1 エンジン 2 吸気管
5 ECU 6 燃料噴射弁
9 燃料タンク 27 パージ通路
30 パージ制御弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for optimizing an air-fuel ratio during a leak determination in an internal combustion engine that determines whether or not there is a leak in a purge system that purges evaporated fuel into an intake system.
[0002]
[Prior art]
Fuel is supplied to an internal combustion engine of an automobile from a fuel tank via a fuel injection valve. On the other hand, the evaporated fuel generated in the fuel tank is adsorbed by the canister, and a part of the evaporated fuel adsorbed by the canister is purged to the intake system of the internal combustion engine through the purge passage. A purge control valve is provided in the purge passage. The amount of evaporated fuel flowing into the internal combustion engine is controlled by adjusting the opening of the purge control valve according to the operating state.
[0003]
Generally, feedback control of air-fuel ratio is performed in an internal combustion engine. In this air-fuel ratio feedback control, the fuel injection amount is calculated so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio, and the fuel injection valve is controlled according to the calculated fuel injection amount. In such air-fuel ratio feedback control, when the evaporated fuel is purged into the intake system of the internal combustion engine, the air-fuel ratio fluctuates. For this reason, there has been proposed a technique for correcting the fuel injection amount so that the amount of evaporated fuel contributing to the fuel supplied to the internal combustion engine is reduced from the fuel injection amount.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-217477 describes a method of adjusting a correction amount for a fuel injection amount. When the purge process is stopped due to a fuel cut or the like, when the fuel supply and the purge process are restarted, the air-fuel ratio may fluctuate. This variation is caused by a delay until the evaporated fuel contributes to the actual fuel injection, the fuel injection amount being corrected by a large correction amount, and the like. In order to avoid the fluctuation of the air-fuel ratio, the correction amount is gradually increased from when the purge process is started.
[0005]
On the other hand, a technique for detecting a leak (leakage) as an abnormality of the purge system from the fuel tank to the intake system is known. In the leak detection method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-291854, the purge system is reduced to a predetermined pressure by opening the purge control valve and closing the air release valve (vent shut valve). After setting the purge system to a predetermined negative pressure, the purge system is closed by closing the purge control valve. Whether or not there is a leak in the purge system is determined according to the pressure change for a predetermined period after the purge system is sealed.
[0006]
In such a leak determination, the purge control valve is forcibly set to a relatively large opening in order to quickly bring the purge system into a negative pressure state. Therefore, the amount of evaporated fuel purged to the intake system increases.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Even if the purge control valve is set to a high opening degree for performing the leak determination, if normal, the correction amount corresponding to the high opening degree is immediately reduced from the fuel injection amount, and the fluctuation of the air-fuel ratio can be suppressed. However, if the leak determination process is started while the correction amount gradual increase control as in the above-described conventional method is being performed, the calculated correction amount increases only gradually, but actually The purge control valve is forcibly opened at a relatively large opening, causing a situation where a large amount of evaporated fuel is purged. Since the fuel injection amount supplied via the fuel injection valve is calculated so as to match the calculated correction amount, as a result, the air-fuel ratio may become rich, and the exhaust gas characteristics and drivability may be impaired.
[0008]
Therefore, there is a need for an apparatus and method that appropriately corrects the fuel injection amount in accordance with the amount of evaporated fuel to be purged when the purge system leak determination is performed, thereby avoiding fluctuations in the air-fuel ratio.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, there is provided a control device for an internal combustion engine having a purge system that purges evaporated fuel generated in a fuel tank to an intake system via a purge control valve. The control device includes a fuel amount calculating means (supplied
[0010]
According to the present invention, when the abnormality determination of the purge system is performed, the purge correction amount corresponding to the evaporated fuel is reduced from the required fuel amount without performing the gradual increase control for gradually increasing the purge correction amount. To. Therefore, even when a large amount of evaporated fuel is purged by performing the abnormality determination, an amount of fuel corresponding to the evaporated fuel is injected from the fuel injection valve, so that the air-fuel ratio during the abnormality determination is optimized. Further, deterioration of exhaust gas characteristics and drivability can be avoided.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an internal combustion engine and its control device according to an embodiment of the present invention.
[0012]
An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5 includes a
[0013]
In FIG. 1, the program is indicated by
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
An intake pipe pressure (PBA)
[0017]
A cylinder discrimination (CYL)
[0018]
The
[0019]
A
[0020]
A vehicle speed (VPS)
[0021]
Input signals from various sensors are passed to the
[0022]
Next, an evaporative fuel discharge suppression system (hereinafter simply referred to as a purge system) 31 will be described. The
[0023]
The fuel tank 9 is connected to the
[0024]
A two-
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Hereinafter, a portion on the fuel tank side from the bypass valve 24 is referred to as a tank system, and a portion on the canister side from the bypass valve 24 is referred to as a canister system.
[0028]
In order to help the understanding of the invention, first, an outline of the required fuel and the purge correction amount will be described. The required fuel is a fuel to be supplied to each cylinder of the engine. The required fuel is calculated by multiplying the basic fuel amount TIM by a fuel injection coefficient (KTOTAL × KCMD × KAF) as shown in the equation (1).
[0029]
[Expression 1]
Required fuel = TIM x (KTOTAL x KCMD x KAF) (1)
[0030]
Here, the basic fuel amount TIM is specifically represented by a basic fuel injection time determined according to the engine speed NE and the intake pipe pressure PBA. KTOTAL is a correction coefficient calculated based on detection signals from various sensors, and is set so that the fuel consumption characteristics and acceleration characteristics of the engine are optimized in accordance with the driving state. KCMD is called a target air-fuel ratio coefficient, and represents the target air-fuel ratio as an equivalent ratio. The target air-fuel ratio coefficient KCMD is proportional to the reciprocal of the air-fuel ratio A / F, that is, the fuel-air ratio F / A, and takes a value of 1.0 when the stoichiometric air-fuel ratio. KAF represents an air-fuel ratio correction coefficient. The air-fuel ratio correction coefficient KAF is a coefficient used for feedback control of the air-fuel ratio so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine matches the target air-fuel ratio. The air-fuel ratio correction coefficient KAF is calculated based on the actual air-fuel ratio detected by the
[0031]
The amount of fuel to which the purge flow rate QPGC contributes to the required fuel (hereinafter referred to as purge correction amount) is calculated by multiplying the basic fuel amount TIM by the purge correction coefficient KAFEVACT, as shown in equation (2). The Here, the purge flow rate QPGC indicates the flow rate of the evaporated fuel purged into the engine intake system.
[0032]
[Expression 2]
Purge correction amount = TIM × KAFEVACT (2)
[0033]
The purge correction coefficient KAFEVACT is expressed as a ratio to the fuel injection coefficient. The purge correction coefficient KAFEVACT is calculated based on the purge flow rate QPGC and the evaporated fuel concentration (hereinafter referred to as vapor concentration) KAFEV. A detailed calculation method of the purge correction coefficient KAFEVACT will be described later.
[0034]
From the expressions (1) and (2), the fuel injection amount TCYL actually injected through the fuel injection valve is derived as the following expression (3). In this way, an amount of fuel reduced from the required fuel amount by the purge correction amount based on the purge correction coefficient KAFEVACT is supplied from the fuel injection valve.
[0035]
[Equation 3]
[0036]
FIG. 2 is a functional block diagram of the control device according to the present invention. The function represented by each functional block is typically executed by a computer program. Alternatively, each functional block may be realized by arbitrary hardware configured to execute the function represented by each functional block.
[0037]
The
[0038]
When the flag F_EVPLKM is set to 1, the
[0039]
[Tank system leak judgment]
1) The bypass valve 24 and the vent shut
[0040]
2) Close the bypass valve 24 and the
[0041]
3) Open the bypass valve 24, close the vent shut
[0042]
4) After the tank system reaches a predetermined negative pressure state, all the
[0043]
5) A value obtained by multiplying the pressure fluctuation amount per unit time in the correction check mode by a predetermined coefficient is subtracted from the pressure fluctuation amount per unit time in the leak check mode. Based on the calculated value, the leak of the tank system is determined. If the calculated value is small, the negative pressure state of the tank system is almost maintained, and it is determined that there is no leak in the tank system. If the calculated value is large, it is determined that there is a leak in the tank system.
[0044]
[Canister system]
1) The bypass valve 24 and the vent shut
[0045]
2) The vent shut
[0046]
3) After the canister system reaches a predetermined negative pressure state, all the
[0047]
Of course, the present invention can also be applied to the case where the leak determination of either the tank system or the canister system is performed. In addition, as a technique for performing leak determination by setting the target system to a negative pressure, a technique other than the above may be used.
[0048]
The functions shown in the function blocks 81 to 89 realize a technique for correcting the fuel injection amount in accordance with the amount of evaporated fuel to be purged.
[0049]
The intake air
[0050]
[Expression 4]
QAIR = TIM × NE × 2 × KQAIR × KPA (4)
[0051]
Here, TIM indicates the basic fuel injection amount described above. KQAIR is a coefficient for converting the fuel injection amount into the air flow rate, and has a fixed value (for example, 0.45 L / ms). KPA is a coefficient for correcting the fluctuation of the flow rate according to the intake pipe pressure PBA.
[0052]
The intake air
[0053]
[Equation 5]
QPGCBASE = QAIR × KQPGB (5)
[0054]
Here, KQPGB indicates a target purge rate, for example, 0.04. In this case, the evaporated fuel is included in 4% of the intake air amount QAIR.
[0055]
The purge flow
[0056]
[Formula 6]
QPGCMD = QPGCBASE × KPGT (6)
[0057]
Here, KPGT is a purge flow coefficient and has a value of 1 or less. The amount of the target purge flow rate QPGCMD can be controlled using the coefficient KPGT. The coefficient KPGT is calculated according to the operating state.
[0058]
Further, the purge flow
[0059]
[Expression 7]
QPGC (k) = QPGC (k−1) + (QAIR × KDQPGC) (7)
[0060]
Here, k is a number for identifying the cycle, (k) indicates the current cycle, and (k-1) indicates the previous cycle. KDQPGC is a predetermined fixed value (for example, 0.003). As apparent from the equation (7), the purge flow rate QPGC is controlled so as to gradually reach the target purge flow rate QPGCMD.
[0061]
The
[0062]
[Equation 8]
[0063]
KDUTY is a coefficient for converting the purge flow rate into a duty ratio, and has a fixed value (for example, 3.8% · min / L). Since the opening degree of the purge control valve changes according to the differential pressure, KDPBG is a coefficient for correcting it. PGCMD0 represents a duty ratio corresponding to the purge flow rate QPGC, and is hereinafter referred to as a target duty ratio. Since some delay occurs until the purge control valve starts to open depending on the battery voltage VB and the intake pipe pressure PBA, DPGCVBX and DPGC0 are coefficients for correcting this delay (hereinafter referred to as invalid time).
[0064]
The
[0065]
The transport
[0066]
Based on the output from the
[0067]
The air-fuel ratio learning
[0068]
[Equation 9]
[0069]
Here, #CREF and #CREFX are predetermined values each representing a weighting coefficient. This value determines how much the air-fuel ratio correction coefficient KAF is reflected to KREF (k-1) and KREFX (k-1) calculated in the previous cycle.
[0070]
The vapor concentration
[0071]
The target purge correction
[0072]
[Expression 10]
[0073]
PGRATE and QRATE are expressed by equations (11) and (12).
[0074]
[Expression 11]
[Expression 12]
QRATE = QPGC / QPGCBASE (12)
[0075]
“PGRATE × QRATE” indicates the ratio of the purge flow rate purged to the engine intake system in the current cycle. More specifically, since DOUTPGC represents the final duty ratio as described above, the duty rate PGRATE shown in Expression (11) is an actual duty ratio (invalid time) with respect to the target duty ratio PGCMD0 of the purge flow rate QPGC. The ratio is calculated by subtracting. Therefore, “PGRATE × QPGC” indicates the actual purge flow rate purged by the purge control valve in the current cycle.
[0076]
On the other hand, the basic purge flow rate QPGCBASE indicates the flow rate of the evaporated fuel that can be included in the intake air amount QAIR in the current cycle, as described above with reference to the equation (5). Since the fuel is expressed depending on the vapor concentration coefficient KAFEV, the target purge correction coefficient KAFEVACZ can be obtained by multiplying “PGRATE × QRATE” by the vapor concentration coefficient KAFEV as shown in the equation (10). it can.
[0077]
The target purge correction
[0078]
Based on the calculated target purge correction coefficient KAFEVACZ, the purge correction
[0079]
The purge correction
[0080]
[Formula 13]
[Expression 14]
[0081]
Here, KKEVG indicates a high concentration correction coefficient. If the concentration of the evaporated fuel is very high, the influence on the air-fuel ratio is large. Therefore, KKEVG is a coefficient for correcting this. The high concentration correction coefficient KKEVG is set to a value larger than 1 accordingly when the concentration of the evaporated fuel is very high.
[0082]
The gradually increasing coefficient KEVACT is a coefficient that is gradually increased from a predetermined initial value (for example, zero) to 1.0. The gradual increase coefficient KEVACT is set to an initial value when the purge is started, and thereafter is increased by a predetermined value in each cycle. Thus, by gradually increasing the purge correction amount that contributes to the required fuel amount, fluctuations in the air-fuel ratio when starting the purge process are prevented. During the purge cut, the gradual increase coefficient KEVACT is set to zero.
[0083]
#CKAFEVAC is a predetermined value representing a weighting coefficient. This value determines how much the provisional purge correction coefficient KAFEVAC is reflected to the purge correction coefficient KAFEVACT (k−1) calculated in the previous cycle.
[0084]
The purge correction
[0085]
[Expression 15]
KAFEVACT = KAFEVACZ × KKEVG Formula (15)
[0086]
As apparent from the comparison with Expression (14), when the leak determination is performed, the gradual increase coefficient KEVACT is not used for calculating the purge correction coefficient KAFEVACT.
[0087]
At the start of purge, fluctuation of the air-fuel ratio can be suppressed by narrowing the ratio of the purge correction amount to the required fuel with the gradual increase coefficient KEVACT. However, as described above, during the leak determination, the purge control valve is forcibly opened to a predetermined opening in order to quickly bring the purge system to a negative pressure. As a result, more evaporated fuel than the calculated purge correction amount is purged, the air-fuel ratio becomes rich, and the operating state may be deteriorated. In order to avoid this, during the leak determination, the gradual increase control of the purge correction amount by the gradual increase coefficient KEVACT is not performed. Thus, during the leak determination, the calculated amount of evaporated fuel is set from the beginning as the purge correction amount, so that the air-fuel ratio is properly maintained.
[0088]
Further, in the open loop control, the purge correction
[0089]
[Expression 16]
[0090]
Here, the purged learning value KREF is a value obtained by averaging the air-fuel ratio correction coefficient KAF while purging is being performed. The purgeless learning value KREFX is a value obtained by averaging the air-fuel ratio coefficient KAF during the purge cut. As shown in Expression (16), the correction coefficient KAFEVACT is corrected by a deviation (KREF−KREFX) between the purged learning value and the purgeless learning value. The learning values KREF and KREFX are those calculated at the time of the most recently executed feedback control.
[0091]
Since the vapor concentration coefficient KAFEV is calculated by estimation, an error may be included depending on the operating state. As a result, a “deviation” occurs in the purge correction coefficient KAFEVACT. While the air-fuel ratio feedback control is being executed, the air-fuel ratio is controlled so as to reach the target air-fuel ratio by the air-fuel ratio correction coefficient KAF, so that the deviation can be corrected.
[0092]
However, while the open loop control is being executed, the air-fuel ratio correction coefficient KAF is fixed at, for example, a value of 1.0, so that the deviation cannot be corrected with the air-fuel ratio correction coefficient KAF. Therefore, during open loop control, the deviation corrected by the air-fuel ratio correction coefficient KAF during feedback control is obtained, and the purge correction coefficient KAFEVACT is corrected by an amount corresponding to the deviation. The difference between the purged learned value KREF and the purgeless learned value KREFX represents this “deviation”. Thus, the deviation of the purge correction coefficient KAFEVACT included in the feedback control is eliminated, and an amount of fuel suitable for the required fuel is supplied to the internal combustion engine even in the open loop control.
[0093]
The supplied
[0094]
FIG. 3 is a flowchart for obtaining the intake air amount QAIR and the basic purge flow rate QPGBASE. This flow is executed each time a TDC pulse signal is output from a TDC sensor, for example. In step S101, the intake air amount QAIR is obtained according to the above-described equation (4). In step S102, the basic purge flow rate QPGCBASE is obtained according to the above-described equation (5).
[0095]
FIG. 4 is a flowchart for obtaining the final duty ratio DOUTPGC for driving the purge control valve. This flow is repeatedly executed at regular time intervals (for example, 80 milliseconds).
[0096]
In step S111, a routine for obtaining the purge flow rate QPGC (FIG. 5) is executed. In step S112, if the purge flow rate QPGC calculated in step S111 is zero, it indicates that the evaporated fuel is not purged, so the duty ratio PGCMD is set to zero (S113), and the process proceeds to step S120. If the purge flow rate QPGC is not zero in step S112, the process proceeds to step S114, and a period (for example, 80 milliseconds) for driving the purge control valve is set.
[0097]
Steps S115 to S119 are processes for obtaining the duty ratio PGCMD according to the above-described equation (8). In step S115, in order to correct the invalid time of the purge control valve according to the battery voltage, the DPGCVBX table is accessed to obtain the invalid time DPGCVBX based on the battery voltage VB. The DPGCVBX table is set so that the invalid time DPGCVBX decreases as the battery voltage increases.
[0098]
Proceeding to step S116, the KDPBG table is accessed to correct the fluctuation in the duty of the purge control valve due to the differential pressure, and the differential pressure correction value KDPBG is obtained based on the intake pipe pressure PBA. The KDPBG table is set so that the differential pressure correction value KDPBG increases as the engine load decreases. In step S117, the DPGC0 table is accessed to correct the invalid time of the purge control valve according to the intake pipe pressure PBA, and the invalid time DPGC0 is obtained based on the intake pipe pressure PBA. The DPGC0 table is set so that the invalid time DPGC0 increases as the load increases. In step S118 and step S119, the duty ratio PGCMD is obtained according to the above equation (8).
[0099]
Steps S120 to S125 show limit processing for the duty ratio PGCMD. In step S120, if the duty ratio PGCMD is greater than or equal to a predetermined upper limit value DOUTPGH (for example, 95%), the upper limit value DOUTPGH is set to the final duty ratio DOUTPGC (S122). If the duty ratio PGCMD has a value between the upper limit value DOUTPGH and a predetermined lower limit value DOUTPGL (for example, 5%) in steps S120 and S121, the duty ratio PGCMD is set to the final duty ratio DOUTPGC ( S123).
[0100]
If the duty PGCMD is equal to or lower than the lower limit value DOUTPGL in step S121, the final duty ratio DOUTPGC is set to zero (S124). In this case, since the final duty ratio DOUTPGC is zero, the duty rate PGRATE and the purge flow rate QRATE are set to zero, the
[0101]
FIG. 5 is a flowchart for obtaining the purge amount QPGC, which is executed in step S111 of FIG. In step S151, a purge flow coefficient KPGT is obtained. The purge flow coefficient KPGT is calculated according to the operating state.
[0102]
Steps S152 to S157 are processes for obtaining the target purge flow rate QPGCMD. In step S152, the value obtained by multiplying the basic purge flow rate QPGCBASE by the coefficient KPGT is set in the temporary variable qpgcmd according to the above-described equation (6). If primary variable qpgcmd is larger than a preset upper limit value QPGMAX (for example, 30 L / min), the upper limit value is set to purge flow rate QPGCMD (S153 and S157). If primary variable qpgcmd is smaller than a preset lower limit value (for example, 1 L / min), the lower limit value is set to target purge flow rate QPGCDMD (S154 and S155). If the primary variable qpgcmd is between the upper limit value and the lower limit value, the value set in the temporary variable qpgcmd is set as the target purge flow rate QPGCMD (S156).
[0103]
Steps S158 to S167 are processes for obtaining the purge flow rate QPGC according to the above-described equation (7). As described above, the purge flow rate QPGC is controlled so as to reach the target purge flow rate QPGCMD step by step. In step S158, it is checked whether or not 1 is set in the purge cut flag F_PGREQ. If 1 is set, it indicates that purge cut is being performed (that is, not purged), and therefore, a predetermined value DQPGCOBD (for example, from the purge flow rate QPGC (k−1) calculated in the previous cycle) 2L / min) is substituted for the temporary variable qpgc (S164).
[0104]
If the purge cut flag is zero, “intake air amount QAIR × purge addition coefficient KDQPGC” is substituted for temporary variable dqpgc. The purge addition coefficient KDQPGC is a coefficient (for example, 0.003) that determines how much is added as the purge flow rate to the intake air amount QAIR. In step S160, if the value of temporary variable dqpgc is equal to or greater than a predetermined upper limit value DQPGCMAX (for example, 2 L / min), the upper limit value is set to delta purge amount DQPGC (162) and should be smaller than upper limit value DQPGCMAX. For example, the value of the temporary variable dqpgc is set to the delta purge amount DQPGC (S161). Proceeding to step S163, the delta purge amount DQPGC calculated at step S161 or S162 is added to the purge flow rate QPGC (k-1) calculated in the previous cycle. Thus, the purge flow rate is increased toward the target purge flow rate QPGCMD.
[0105]
In step S165, it is determined whether or not the temporary variable qpgc exceeds the target purge flow rate QPGCMD. If exceeded, the target purge flow rate QPGCMD is set to the purge flow rate QPGC (S166), and if not exceeded, the value of the temporary variable qpgc is set to the purge flow rate QPGC (S167). Thus, the purge flow rate QPGC purged in the current cycle is calculated so as not to exceed the target purge flow rate QPGCMD.
[0106]
In step S168, the gradual increase coefficient KEVACT is increased by a predetermined value DKEVACT. In steps S169 and 170, the gradual increase coefficient KEVACT is limited to a value of 1 or less. Thus, the gradual increase coefficient KEVACT is initialized to zero when the duty ratio PGCMD is equal to or lower than the lower limit value DOUTPGL and is in the purge cut state in step S121 of FIG. Each time the routine is executed, the value is gradually increased toward the
[0107]
FIG. 6 is a flowchart for calculating the air-fuel ratio correction coefficient KAF. In this embodiment, the air-fuel ratio correction coefficient KAF is calculated by PID control. However, it may be calculated by another control method. This flowchart is executed each time a TDC pulse signal is output from a TDC sensor, for example.
[0108]
In step S201, it is determined whether air-fuel ratio feedback control is currently being performed. If the air-fuel ratio feedback control is not currently being performed, this indicates open-loop control. In this case, the process proceeds to step S202, and the value 1.0 is set to the air-fuel ratio correction coefficient KAF.
[0109]
If air-fuel ratio feedback control has been performed, it is determined whether air-fuel ratio feedback control has been performed in the previous cycle (S203). If feedback control has not been executed in the previous cycle, initial values for PID control are set in steps S204 and S205. Specifically, the latest air-fuel ratio coefficient KAF is set in the integral term KIF (k) of this cycle (S204), and the deviation DKCMD of the actual air-fuel ratio coefficient KACT with respect to the target air-fuel ratio coefficient KCMD is set in the variable DKCMDB. (S205).
[0110]
In step S206, a proportional term KPF for PID control is calculated. The proportional term KPF is calculated by multiplying the proportional control gain #KPAF determined experimentally by the deviation DKCMD. In step S207, an integral term KIF is calculated. The integral term KIF is calculated by adding an experimentally determined integral control gain #KIAF multiplied by the deviation DKCMD to the integral term KIF (k−1) calculated in the previous cycle. In step S208, a differential term KDF for PID control is calculated. The differential term KDF is calculated by multiplying the differential control gain #KDAF determined experimentally by the difference between the deviation DKCMD in the current cycle and the deviation DKCMDB in the previous cycle.
[0111]
In step S209, the proportional term KPF, the integral term KIF, and the derivative term KDF are added to calculate an air-fuel ratio correction coefficient KAF. Proceeding to step S210, the deviation DKCMD in the current cycle is shifted to the variable DKCMDB.
[0112]
In step S211, it is determined whether a purge is currently being executed. If the purge is not executed, the purgeless learning value KREFX is calculated according to the above-described equation (9) (S212). If purging has been executed, the purged learning value KREF is calculated according to the above-described equation (9) (S213).
[0113]
FIG. 7 is a flowchart for calculating the purge correction coefficient KAFEVACT. This flowchart is executed each time a TDC pulse signal is output from a TDC sensor, for example.
[0114]
In step S301, a routine (FIG. 8) for obtaining the target purge correction coefficient KAFEVACZ is executed. As described above, the target purge correction coefficient KAFEVACZ is a coefficient indicating the ratio of the evaporated fuel to the required fuel before being corrected with the high concentration correction coefficient KKEVG.
[0115]
Steps S302 to S304 show processing for calculating the high density correction coefficient KKEVG. In step S302, the vapor concentration coefficient KAFEV is compared with the guard coefficient KEVACTG. The guard coefficient KEVACTG is a coefficient calculated according to the driving state. If the vapor concentration coefficient KAFEV is larger than the guard coefficient KEVACTG, it indicates that the concentration of the evaporated fuel is very high. In this case, “KAFEV / KEVACACTG” is calculated to obtain a high concentration coefficient KKEVG (S303). On the other hand, if the vapor concentration coefficient KAFEV is smaller than the guard coefficient KEVACTG, it indicates that the concentration of the evaporated fuel is not so large as to be corrected. In this case, 1 is set to the high density correction coefficient KKEVG (S304).
[0116]
Proceeding to step S305, as shown in the aforementioned equation (14), the target purge correction coefficient KAFEVACZ is added to the high concentration coefficient KKEVG obtained in step S303 or S304, and the incremental coefficient obtained in steps S168 to S170 (FIG. 5). Multiply by KEVACT to obtain a provisional purge correction coefficient KAFEVAC.
[0117]
In step S306, the value of the permission flag F_EVPLKM regarding the execution of the leak determination is checked. If the flag F_EVPLKM has a value of zero indicating that the leak determination has not been performed, the process proceeds to step S307, and the purge correction coefficient KAFEVACT is obtained according to the above-described equation (13). If the flag F_EVPLKM has a
[0118]
In step S309, the value of the flag F_WOT is checked. If the
[0119]
If the flag F_WOT is 1, the purgeless learning value KREFX is compared with the purged learning value KREF (S310). As described above, the deviation between the purgeless learning value KREFX and the purged learning value KREF corresponds to the “deviation” of the purge correction coefficient KAFEVACT that has been corrected by the air-fuel ratio correction coefficient KAF during feedback control.
[0120]
In step S310, if the purged learned value KREF is larger than the purgeless learned value KREFX, it indicates that the air-fuel ratio is lean with respect to the target air-fuel ratio. Accordingly, in step S311, the purge correction coefficient KAFEVACT obtained in step S307 or S308 is corrected according to the above-described equation (16). Thus, the deviation of the purge correction coefficient KAFEVACT that has occurred during the air-fuel ratio feedback control is eliminated, and the purge correction coefficient KAFEVACT is corrected to decrease.
[0121]
If the purged learning value KREF is equal to or less than the purgeless learning value KREFX in step S310, it indicates that the air-fuel ratio is in a rich state with respect to the target air-fuel ratio. In this embodiment, in the case of rich control, the purge correction coefficient KAFEVACT is not corrected, assuming that there is no problem that the air-fuel ratio goes further in the rich direction.
[0122]
Alternatively, when the purged learned value KREF is equal to or less than the purged learned value KREFX in step S310, the purge correction coefficient KAFEVACT is corrected so that the amount of fuel supplied to the internal combustion engine does not exceed the required fuel amount. May be. In this case, “KAFEVACT ← KAFEVACT + (KREFX−KREF) × PGRATE × QRATE” is executed. By doing so, the purge correction coefficient KAFEVACT is corrected so as to increase, and an amount of fuel suitable for the required fuel is supplied to the internal combustion engine.
[0123]
FIG. 8 is a flowchart for calculating the target purge correction coefficient KAFEVACZ, which is executed in step S301 of FIG. In step S351, the purge flow rate QRATE is obtained. This is calculated according to the equation (12) described above.
[0124]
In step S352, the purge transport delay table CPGDLYRX is accessed, and the purge transport delay CPGDLYRX is obtained based on the engine speed NE. As described above, the purge transport delay CPGDLYRX indicates a time delay from when the evaporated fuel is purged to the purge passage via the purge control valve until it reaches the intake system of the engine. In this embodiment, the purge transport delay CPGDLYRX is represented by the integer n. FIG. 10 shows an example of the purge transport delay table CPGDLYRX table. As shown in the table, the purge transport delay CPGDLYRX increases as the rotation NE increases. This is because as the engine speed NE increases, the number of intake steps in the internal combustion engine that are executed after the evaporated fuel is purged and reaches the engine intake system increases.
[0125]
In step S353, the ring buffer is shifted by one. The ring buffer is composed of, for example, 16 buffers KAFEVRT0 to KAFEVRTf. Shifting the ring buffer indicates shifting the data stored in KAFEVRT0 to KAFEVRTe to KAFEVRT1 to KAFEVRTf, respectively. The data stored in KAFEVRTf is discarded. Thus, KAFEVRT0 is emptied.
[0126]
In step S354, the purge flow rate QRATE multiplied by the duty rate PGRATE calculated in step S126 of FIG. 4 is stored in the buffer KAFEVRT0. Thus, “PGRATE × QRATE” calculated in the current cycle is stored in the zeroth buffer. First, second,. . . , Respectively (ie, KAFEVRT1, KAFEVRT2,...), Respectively,. . . “PGRATE × QRATE” calculated in this cycle is stored.
[0127]
Proceeding to step S355, the target purge correction coefficient KAFEVACZ is obtained according to the aforementioned equation (10). Specifically, the vapor concentration coefficient KAFEV is multiplied by KAFEVRTn corresponding to the purge transport delay value n obtained in step S352 to calculate the target purge correction coefficient KAFEVVACZ. For example, if the purge transport delay CPGDLYRX is “4”, the value of KAFEVRT stored in the buffer KAFEVRT4 is used.
[0128]
FIG. 9 is a flowchart for obtaining the vapor concentration coefficient KAFEV. This flowchart is repeatedly executed at regular time intervals (for example, 10 milliseconds).
[0129]
In step S401, it is determined whether air-fuel ratio feedback control is currently being executed. If the feedback control is not in progress, this routine is exited. If the feedback control is in progress, the routine proceeds to step S402. In step S402, if the purge flow rate QPGC is zero, it indicates that the evaporated fuel is not purged in the current cycle, so the routine is exited. If the purge flow rate QPGC is not zero, the process proceeds to step S403.
[0130]
In steps S403 and S404, the DKAFEVXH table and the DKAFEVXL table are accessed to obtain the high side determination value DKAFEVXH and the low side determination value DKAFEVXL based on the intake air amount QAIR. FIG. 11 shows an example of this table. The high side and low side determination values DKAFEVXH and DKAFEVXL are set to decrease as the intake air amount QAIR increases.
[0131]
If the difference between the air-fuel ratio learning value KREFX and the low-side determination value DKAFEXL is larger than the air-fuel ratio correction coefficient KAF in step S405 and the actual air-fuel ratio coefficient KACT is larger than the target air-fuel ratio coefficient KCMD in step S406, the influence of the purge It shows that the air-fuel ratio is in a rich state with respect to the target air-fuel ratio. Therefore, the vapor concentration coefficient KAFEV is increased by a predetermined value DKEVAPOP (for example, 0.05) (S407).
[0132]
On the other hand, when the air-fuel ratio learning value KREFX plus the high-side determination value DKAFEVXH is smaller than the air-fuel ratio correction coefficient KAF (S408) and the actual air-fuel ratio coefficient KACT is smaller than the target air-fuel ratio coefficient KCMD (S409), Indicates that the fuel ratio is lean with respect to the target air fuel ratio. Therefore, the vapor concentration coefficient KAFEV is reduced by a predetermined value DKEVAPOM (for example, 0.08) (S410).
[0133]
When the determination steps of both steps S405 and S408 are No, it indicates that the air-fuel ratio correction coefficient KAF is between the high side determination value DKAFEVXH and the low side determination value DKAFEVXL. In this case, in steps S411 to S414, the vapor concentration coefficient KAFEV is obtained according to the difference between the learned values KREF and KREFX. If the learned value KREF is smaller than the learned value KREFX, the process proceeds to step S412. If the learned value KREF is greater than or equal to the learned value KREFX, the process proceeds to step S414.
[0134]
In step S412, if the air-fuel ratio correction coefficient KAF is smaller than the learned value KREFX, it indicates that the air-fuel ratio is inclined to the rich side due to the influence of the purge. The vapor concentration coefficient KAFEV is updated by adding a value obtained by multiplying the learning value KREFX by subtracting KREF and a predetermined value CAFEV (for example, 0.02). In this case, since KREF <KREFX, the vapor concentration coefficient KAFEV is increased.
[0135]
On the other hand, if the air-fuel ratio correction coefficient KAF is larger than the learned value KREFX in step S414, it indicates that the air-fuel ratio is leaning toward the lean side. The vapor concentration coefficient KAFEV is updated by adding a value obtained by multiplying the learning value KREFX by subtracting KREF and a predetermined value. In this case, since KREF> KREFX, the vapor concentration coefficient KAFEV becomes small.
[0136]
The preferred embodiments of the present invention have been described above. The present invention can be applied not only to a mode in which a purge control valve is opened to perform a leak determination to depressurize the evaporated fuel discharge suppression system but also to other modes in which the system is depressurized for other purposes Can do.
[0137]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when a large amount of evaporated fuel is purged by opening the purge control valve greatly in order to perform the leak determination for the evaporated fuel discharge suppression system, appropriate correction for the fuel injection amount is quickly performed. Therefore, an appropriate air-fuel ratio can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal combustion engine and a control device thereof according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for calculating an intake air amount QAIR according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for calculating a duty PGCMD for driving a purge control valve according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for calculating a purge flow rate QPGC according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for calculating an air-fuel ratio correction coefficient KAF according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart for calculating a purge correction coefficient KAFEVACT according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for calculating a target purge correction coefficient KAFEVACZ according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart for calculating a vapor concentration coefficient KAFEV according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a CPGDLYRX table for obtaining a purge transport delay based on an engine speed NE according to one embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a table for obtaining high-side and low-side determination values DKAFEVXH and DKAFEVXL of the air-fuel ratio learning value based on the intake air amount QAIR according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Engine 2 Intake pipe
5
9
30 Purge control valve
Claims (1)
前記内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関に供給すべき要求燃料量を算出する燃料量算出手段と、
前記パージ系によって吸気系にパージされる蒸発燃料量を表す値を算出する算出手段と、
前記パージを開始した時から、前記要求燃料量を補正するためのパージ補正量を所定の初期値から前記算出手段により算出された値まで漸増する漸増手段と、
前記漸増手段により漸増された前記パージ補正量を前記要求燃料量から減量することにより、該要求燃料量を補正するパージ補正手段と、
前記パージ制御弁を開いて前記パージ系を負圧にした場合の圧力変化に基づいて該パージ系の異常の有無を判定する異常判定が実施されているかどうかを判断する判断手段と、を備え、
前記判断手段によって異常判定が実施されていると判断されたならば、前記パージ補正手段は、前記漸増手段による前記パージ補正量の漸増を禁止して、前記算出手段により算出された値を前記パージ補正量として前記要求燃料量から減量することにより、該要求燃料量を補正する、
内燃機関の制御装置。A control device for an internal combustion engine having a purge system for purging evaporated fuel generated in a fuel tank to an intake system via a purge control valve,
A fuel amount calculating means for calculating a required fuel amount to be supplied to the internal combustion engine based on an operating state of the internal combustion engine;
Calculation means for calculating a value representing the amount of evaporative fuel that will be purged into the intake system by the purge system,
From the time of starting the purge, and increasing means for gradually increasing the purge correction amount for correcting the required fuel amount from a predetermined initial value to the value calculated by the calculation means,
Purge correction means for correcting the required fuel amount by subtracting the purge correction amount gradually increased by the gradually increasing means from the required fuel amount;
A judgment means for judging whether or not an abnormality judgment for judging whether or not there is an abnormality in the purge system is performed based on a pressure change when the purge control valve is opened and the purge system is set to a negative pressure ;
If it is determined by the determination means that the abnormality determination has been performed, the purge correction means prohibits the gradual increase of the purge correction amount by the gradual increase means and sets the value calculated by the calculation means to the purge Correcting the required fuel amount by subtracting from the required fuel amount as a correction amount ;
Control device for internal combustion engine.
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